JP4865608B2 - Repair method and repair device for welded part - Google Patents
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Description
この発明は、二つの部材の溶接部中に気泡などの欠陥があった場合に、この欠陥をなくすことを可能にする溶接部の補修方法及び補修装置に関する。 The present invention relates to a repair method and a repair device for a welded part that can eliminate the defect when a defect such as a bubble is present in the welded part of two members.
二つの部材の突き合わせ部は一般にMIG溶接(シールドガスに不活性ガスのみを用いるアーク溶接)で接合される。MIG溶接した場合、溶接部中に気泡などの欠陥が生じる。欠陥があった場合、溶接部を削り取り、再度溶接して欠陥が無いようにしている。 The butted portions of the two members are generally joined by MIG welding (arc welding using only inert gas as shielding gas). When MIG welding is performed, defects such as bubbles are generated in the weld. When there is a defect, the welded part is scraped off and welded again so that there is no defect.
この欠陥の発生は溶接それ自体に起因している。特許文献1に記載されているように、二つの部材の突き合わせ部に回転工具を挿入して回転させながら移動させて、両部材を過熱して固層接合することが知られている。摩擦攪拌接合によれば、加熱温度は溶接ほど高温でないので、低温で接合でき、気泡などの欠陥も生じない。
溶接では、加熱温度が部材の融点以上の高温であるので、気泡の発生は止むを得ない。 In welding, since the heating temperature is higher than the melting point of the member, the generation of bubbles is unavoidable.
本発明の目的は、溶接部内に気泡が生じても、生じた気泡を容易に除去できる溶接部の補修方法及び補修装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the repair method and repair apparatus of the welding part which can remove the produced | generated bubble easily even if a bubble arises in a welding part.
上記目的は、二つの部材同士が溶接されており、二つの部材の溶接部に対して、該溶接部の溶接ビード側から該溶接部内へ回転工具を回転させながら挿入するとともに当該挿入状態を保ったまま前記回転工具を回転させながら前記溶接ビードに沿って移動させる溶接部の補修方法において、前記溶接ビードの幅よりも小さい外径を有する円筒状の前記回転工具の下端部に形成された凹面に、該凹面から下方に突出する十文字状突出部或いは螺旋状突出部を備えた前記回転工具を、前記溶接ビードの盛り上がり頂部から前記部材の前記回転工具を挿入する側の表面までの高さ範囲内に位置させることを特徴とする溶接部の補修方法によって達成できる。
また、上記目的は、二つの部材同士が溶接されており、二つの部材の溶接部に対して該溶接部の溶接ビード側から該溶接部内へ回転工具を回転させながら挿入し、前記溶接部の前記溶接ビードの幅よりも小さい外径を有する円筒状の前記回転工具の下端部を前記溶接ビードの盛り上がり頂部から前記部材の前記回転工具を挿入する側の表面までの高さ範囲内に位置させるとともに当該挿入状態を保ったまま前記回転工具を前記溶接ビードに沿って移動させる駆動装置を備える溶接部の補修装置において、下端部に形成された凹面に、該凹面から下方に突出する十文字状突出部或いは螺旋状突出部を有する前記回転工具を備えることを特徴とする溶接部の補修装置によって達成できる。
The object is that two members are welded to each other , and a rotating tool is inserted into the welded portion of the two members from the weld bead side of the welded portion while rotating the rotary tool, and the inserted state is maintained. In the repairing method of a welded portion that moves along the weld bead while rotating the rotary tool, a concave surface formed at the lower end of the cylindrical rotary tool having an outer diameter smaller than the width of the weld bead Further, a height range from the raised top of the weld bead to the surface of the member on the side where the rotary tool is inserted is provided with the rotary tool having a cross-shaped projection or a spiral projection protruding downward from the concave surface. It can be achieved by a method for repairing a welded portion, which is characterized by being positioned inside .
In addition, the above-mentioned object is that two members are welded to each other, and a rotating tool is inserted into the welded portion of the two members from the weld bead side of the welded portion while rotating the tool. The lower end portion of the cylindrical rotary tool having an outer diameter smaller than the width of the weld bead is positioned within a height range from the raised top portion of the weld bead to the surface of the member on the side where the rotary tool is inserted. In addition, in the repair device for a welded portion having a drive device that moves the rotary tool along the weld bead while maintaining the insertion state, a cross-shaped projection projecting downward from the concave surface is formed on the concave surface formed at the lower end portion. It can be achieved by a repairing device for a welded portion comprising the rotating tool having a portion or a helical protrusion.
これによれば、溶接部に対して回転工具を回転させながら移動させているので、溶接部は回転工具で押され、また、摩擦熱を受けるので、気泡は溶融した溶接部内を移動しているうちに互いに合体し大きくなって溶接部の外に排出される。よって、気泡の欠陥がなくなる。
なお、欠陥がなくなる厚さは、摩擦攪拌接合による熱及び攪拌の影響を受ける領域であり、厚さ数mmである。
According to this, since the rotary tool is moved while rotating with respect to the welded portion, the welded portion is pushed by the rotary tool and receives frictional heat, so that the bubbles are moving in the molten welded portion. They merge into one another and grow out of the weld. Therefore, the bubble defect is eliminated.
The thickness at which defects are eliminated is a region affected by heat and agitation by friction stir welding, and has a thickness of several mm.
また、従来の摩擦攪拌接合では、接合時の荷重、即ち、回転工具を溶接部に挿入し且つ挿入状態で移動させるのに要する駆動力が大きいため、回転工具の支持構造や駆動機構、或いは溶接される部材を支える架台構造等として高荷重に耐える設備が必要であったが、本発明では、溶接ビードの表面層を従来の摩擦攪拌接合用回転工具よりも小さい工具で施工するため、こうした設備を単純化できる。 Further, in the conventional friction stir welding, since the load at the time of joining, that is, the driving force required to move the rotating tool into the welded portion and move in the inserted state is large, the rotating tool support structure, driving mechanism, or welding However, in the present invention, since the surface layer of the weld bead is constructed with a tool smaller than a conventional rotary tool for friction stir welding, such a facility is required. Can be simplified.
以下、図面を参照してこの発明による溶接部の補修方法及び補修装置の実施例について説明する。 Embodiments of a repair method and a repair device for a welded portion according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明による溶接部の補修方法及び補修装置の一実施例を図1〜図4を参照して説明する。図1において、二つの部材10,20は突き合わされている状態にある。図示の例では、二つの部材10,20の先端同士は隙間なく突き合わされているが、溶接すべき先端同士の間に隙間があっても、また、先端が傾斜して開先が形成されていてもよい。
二つの部材10,20は架台30に載せられている。
One embodiment of a repair method and repair device for a welded portion according to the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, the two
The two
二つの部材10,20を溶接すると、溶接部50の上端が、部材10,20の上面よりも溶接側(溶接トーチ側)に突出して盛り上がったビードの形態になる。図示の例では、溶接部50は紙面に直交する方向に延びている。
When the two
図2において、溶接部50の溶接ビードの表面、即ち、盛り上がり頂部側から擦攪拌接合用回転工具80を回転させながら溶接ビードに挿入し、その挿入状態を保ったまま回転させながら溶接ビードに沿って移動させることで、溶接部50の補修が行われる。
In FIG. 2, the
回転工具80の回転中心軸線の向きは、部材10,20の突き合わせ部において、部材10,20の表面に対して直交している。
回転工具80の先端80bは、部材10,20の表面と溶接部50の溶接ビードの盛り上がり頂部との間の位置であって、部材10,20の上面からH寸法だけ溶接ビードの盛り上がり側に位置されている。このため、回転工具80は部材10,20に接触せず、部材10,20を傷つけることがない。
The direction of the rotation center axis of the
The
図3において、回転工具80の先端80bが挿入している部分(溶接部50)は、回転工具80から押し付け力を受け、回転工具80と溶接部50との間に回転工具80の攪拌による摩擦熱が発生する。この押し付け力と摩擦熱とで、気泡90は熱を受け、溶融部分内を移動して互いに接合・合体し、溶接部50の外に排出される。摩擦熱を受ける領域(厚さ)は回転工具80から数mmである。
In FIG. 3, the portion where the
回転工具80の先端80bは、溶接部50に若干入っている。このため、先端80bの傾斜した後端縁の位置から上方の溶接部50は切削されて除去される。回転工具80の移動方向は、溶接部50の長手方向である。回転工具80は進行方向に対して先端80bよりも後端(図3では上端)80aが後方となる態様で傾斜しており、この傾斜角度θは、通常に摩擦攪拌接合する場合の傾斜角度と同様な3度程度である。
The
回転後部80で溶接部50が除去される部分は、溶接終了後にグラインダー等で切削する予定の部分であり、この除去予定部分は、グラインダーで切削する代わりに、本発明による補修作業で除去されるので、作業を簡単にできる。
The portion where the
回転工具80は移動するので、溶接部50におけるその軌跡は溝になると考えられるが、それは周知の摩擦攪拌接合と同様に周囲の溶接部50から補填されて埋められるので、溝はなくなる。
Since the
この補修によれば、溶接によって生じた気泡90は、回転工具80の回転で生じた熱、及び押し付け力で接合されるので、大きくなった気泡90を溶接部50から除去できる。
また、溶接部50の盛り上がりの頂部は切削されるので、気泡の除去とともに溶接部50の除去も合わせて達成される。
According to this repair, since the
Moreover, since the top part of the swell of the
図4及び図5を参照して、本発明による溶接部の補修方法及び補修装置の他の実施例を説明する。図4、図5において、回転工具80は、通常の摩擦攪拌接合用の回転工具と同様である。つまり、回転工具80の先端80bには溶接部50側に小径の小径部85が突出している。小径部85の径は溶接部50の溶接ビード幅よりも小さく、突出代は部材10,20の突き合わせ厚さよりも小さい。補修時には、小径部85は溶接部50内に位置する。小径部85は溶接部50から突出することはない。
With reference to FIG.4 and FIG.5, the other Example of the repair method and repair apparatus of the welding part by this invention is described. 4 and 5, the
この実施例によれば、小径部85は部材10,20及び溶接部50に接触する。このため、回転工具80を回転させるときには、溶接部50のみならず部材10,20をも摩擦攪拌接合することになる。小径部85があるので、その周囲の溶接部80は摩擦攪拌され、より多くの気泡90を除去できる。
According to this embodiment, the
上記実施例では回転工具80は小径部85を有していたが、こうした構造は必ずしも必須ではない。図6〜図11において、回転工具80は、図4及び図5で示した実施例で備わっていたような小径の突出部が設けられることなく凹面86が形成された構造となっている。ただし、図8〜図11の実施例においては、回転工具80から溶接部への攪拌力を高めるために、溶接部に接触する回転工具50の先端80bに、その凹面86から下方に突出する突出部87を設けることも可能である。図8、図9に示す例では突出部87は十文字状であり、図10、図11に示す例では突出部87は螺旋状である。
In the above embodiment, the
10,20:部材、50:溶接部、80:回転工具、80b:先端小径部、85:小径部、90:気泡 10, 20: member, 50: welded portion, 80: rotating tool, 80b: small diameter portion at the tip, 85: small diameter portion, 90: air bubbles
Claims (4)
前記溶接ビードの幅よりも小さい外径を有する円筒状の前記回転工具の下端部に形成された凹面に、該凹面から下方に突出する十文字状突出部を備えた前記回転工具を、前記溶接ビードの盛り上がり頂部から前記部材の前記回転工具を挿入する側の表面までの高さ範囲内に位置させること、
を特徴とする溶接部の補修方法。 Two members are welded to each other , and the rotating tool is inserted into the welded portion of the welded portion from the weld bead side of the welded portion while rotating the rotating tool, and the rotation is performed while maintaining the inserted state. In the repair method of the welded portion that moves along the weld bead while rotating the tool ,
The rotary tool provided with a cross-shaped projecting portion projecting downward from the concave surface formed on a lower surface of the cylindrical rotary tool having an outer diameter smaller than the width of the weld bead. Positioning within a height range from the raised top of the member to the surface of the member on the side where the rotary tool is inserted ,
Repair method for welds characterized by
前記溶接ビードの幅よりも小さい外径を有する円筒状の前記回転工具の下端部に形成された凹面に、該凹面から下方に突出する螺旋状突出部を備えた前記回転工具を、前記溶接ビードの盛り上がり頂部から前記部材の前記回転工具を挿入する側の表面までの高さ範囲内に位置させること、
を特徴とする溶接部の補修方法。 Two members are welded to each other , and the rotating tool is inserted into the welded portion of the welded portion from the weld bead side of the welded portion while rotating the rotating tool, and the rotation is performed while maintaining the inserted state. In the repair method of the welded portion that moves along the weld bead while rotating the tool ,
The rotary tool provided with a helical protrusion projecting downward from the concave surface formed on a lower surface of the cylindrical rotary tool having an outer diameter smaller than the width of the weld bead. Positioning within a height range from the raised top of the member to the surface of the member on the side where the rotary tool is inserted ,
Repair method for welds characterized by
下端部に形成された凹面に、該凹面から下方に突出する十文字状突出部を有する前記回転工具を備えること、
を特徴とする溶接部の補修装置。 It is welded two members each other, with respect to the weld of the two members inserted while rotating the rotary tool into the welding portion from the welding bead side of the welded portion, than the width of the weld bead of the weld The lower end of the cylindrical rotary tool having a small outer diameter is positioned within the height range from the raised top of the weld bead to the surface of the member on the side where the rotary tool is inserted, and the insertion state is maintained. in the repair apparatus welds Ru a drive device for moving along the weld bead while rotating the rotary tool while,
A concave surface formed at the lower end, Rukoto provided with the rotary tool having a cross-shaped protrusion protruding downward from the concave surface,
Repair equipment for welds characterized by
下端部に形成された凹面に、該凹面から下方に突出する螺旋状突出部を有する前記回転工具を備えること、
を特徴とする溶接部の補修装置。 It is welded two members each other, with respect to the weld of the two members inserted while rotating the rotary tool into the welding portion from the welding bead side of the welded portion, than the width of the weld bead of the weld The lower end of the cylindrical rotary tool having a small outer diameter is positioned within the height range from the raised top of the weld bead to the surface of the member on the side where the rotary tool is inserted, and the insertion state is maintained. in the repair apparatus welds Ru a drive device for moving along the weld bead while rotating the rotary tool while,
A concave surface formed at the lower end, Rukoto provided with the rotary tool having a helical projection projecting downward from the concave surface,
Repair equipment for welds characterized by
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